高層住宅的地基處理

摘要:本文論述了CFG樁的作用機理，并通過實例介紹CFG復合地基處理的應用情況，介紹了長螺旋芯管泵壓混凝土灌注成樁方法。

關鍵詞:CFG樁；復合地基；施工方法

隨著工程建設的飛速發展，地基處理手段也日趨多樣化，復合地基由于其充分利用樁間土和樁共同作用的特有優勢和相對低廉的工程造價得到了越來越廣泛的應用。本工程應用CFG樁復合地基，充分發揮了CFG樁的高承載力性能和抗變形性能，并通過褥墊層的設置發揮樁間土的承載力。

1 基本原理

CFG樁復合地基粘結強度樁是復合地基的代表，目前多用于高層和超高層建筑中。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間士、褥墊層一起形成復合地基。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應力比樁間士表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價。

復合地基設計中，基礎與樁和樁間土之間設置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復合地基的一個核心技術。基礎下是否設置褥墊層，對復合地基受力影響很大。若不設置褥墊層，復合地基承載特性與樁基礎相似，樁間土承載能力難以發揮，不能成為復合地基。基礎下設置褥墊層，樁間土載力的發揮就不單純依賴于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔荷載。

2 工程概況

汶上中都苑高層住宅樓為15層，剪力墻結構。地基設計采用CFG樁進行地基處理，樁正方形布置，間距1.2m，樁長11.5m，樁徑400mm。基礎采用筏板基礎，復合地基承載力特征值270kPa。CFG樁采用長螺旋鉆成孔，樁身強度為20MPa；褥墊層采用級配砂石，厚度為0.3m。

CFG樁復合地基的設置，不僅可以大幅度的提高地基承載力，減小了變形，并充分利用了樁間土的作用，降低了造價工程造價，一般為樁基的1/3～1/2，經濟效益和社會效益非常顯著。由于當地電廠較遠，缺少粉煤灰，經設計院同意，用C15商品混凝土澆筑，保證了樁的質量。

3 樁的施工

長螺旋鉆孔芯管泵壓砼灌注成樁，具有施工速度快、樁體密實度高、環境噪音影響較低、對周圍樁間擾動影響較小、特別是適合地下水位以下的高靈敏度地層等特點，因此采用長螺旋鉆孔芯管泵壓砼灌注成樁工藝。水下泵送砼，邊壓砼邊拔管，采用置換加固，穿透力強，單樁承載力高，不會受到第二層呈飽和，流塑～軟塑狀態的粉粘土影響。并且能夠達到設計承載力的要求，對樁的質量有保證。

本工程采取從一邊向另一邊推進，采用間隔跳打的施工方式。將樁機移到指定樁位，對中定位。當地面起伏不平時，應調整支腿或平臺基座，使樁機底座保持水平、鉆桿保持垂直。一般樁位誤差不宜超過2.0CM，鉆桿垂直度偏差不超過1.5%。關閉鉆頭閥門，啟動卷揚機下放鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動鉆機錘頭，將鉆桿旋轉下沉至樁底設計標高。開動混凝土輸送泵灌料，當輸送管及鉆桿芯管充滿混合料后開始啟動卷揚機勻速提升鉆桿，邊灌料、邊提升，直至施工設計樁頂標高，提升速度宜控制在2m/min-3m/min，嚴禁先拔管后灌料，掌握好灌料與提鉆的時間差，盡量避免提升灌料過程中停機待料現象。在流塑性土中要控制提鉆速度，保證成樁質量。施工中采用了人工清理樁間土，人工破樁頭，減小對樁頭的破壞。

4 通病及事故處理措施

1）斷樁

斷樁情況有3種:一種是在清理樁頭的過程中，由于機械的操作不當，撓動或碰撞樁體，產生的淺層斷樁。處理方法:加強對機械操作人員的管理，杜絕野蠻施工。對斷樁進行接樁，接樁的樁徑超出設計樁徑20cm，接樁采用C15混凝土澆注至樁頂標高;二是在施工過程中，由于拔管速度過快，混凝土供量不足，樁孔四周土體散落充填至樁體中，形成夾層而產生的深層斷樁。處理方法:加強施工過程的控制，混凝土泵送量與拔管度要配合密切，對深層斷樁采用補樁的方式進行處理。三是施工過程中，由于混凝土的供應不及時，停機時間長或者是機械故障，樁身混凝土形成的施工“冷縫”而產生的斷樁。處理方法:加強拌和站與現場施工的協調與溝通，隨時掌握混凝土的供應量與施工進度，減少人為的斷樁產生，對斷樁采用補樁的方式進行處理。

2）堵管

施工中由于外界環境的變化、混合料坍落度的損失、停機待料時間過長以及機械故障等原因常產生堵管。處理方法:對混凝土泵管進行覆蓋灑水降溫，減小外界環境對混合料的影響;對坍落度的損失大的混合料運回拌和站進行處理;停機待料時，要每隔10min左右打一次反泵，縮短混合料的停置時間，減少堵管的發生頻次，如停滯時間過長要及時對鉆機及泵管進行清洗;如機械故障立即將電源切斷，并及時清洗泵管泵機;另外在施工中，由于拔管速度過慢，泵送量過大，使芯管內混合料擠壓密實，發生堵管，施工中泵機司機與鉆機司機要固定不變，并配備有效的通信聯系工具，減少堵管的發生。

3）串孔

當加固區為軟土或淤泥時，常發生串孔，當遇到此類地質條件時，要及時進行跳孔施工，減少串孔數量。

4）承載力不足

主要是在施工中，樁未穿透軟土或置于夾層上，造成深入硬層的假象，或者設計樁長不足，造成承載不滿足設計要求。加強地質復查工作，及時與設計單位進行溝通，提出變更建議。

5 復合地基承載力檢測

試驗有兩組復合地基試驗，在承載板上對稱安裝4個大行程百分表，量測復合地在各級荷載作用下的地基沉降量，每級載荷施加后5min第一次測讀承載板的沉降量，以后每半小時測讀一次，當一小時內沉降量小于0.1mm時，即可施加下一級載荷。從P-S曲線可以看出，復合地基靜載荷試驗曲線基本屬于漸進型的光滑曲線，不存在陡降點。

本工程低應變檢測CFG樁樁身完整性65根樁，檢測比例約為30%。所測的65根CFG均屬于完整樁或基本完整樁，沒有影響正常使用的樁。

6 結論

1）以復合地基靜壓結果數據看，本工程所采用的組合型復合地基的應用，可最大限度地發揮CFG樁的優點，使復合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制。

2）復合地基中由于CFG樁用才C15素混凝土澆筑，不配筋以及充分發揮樁間土的承載力其受力和變形類似于素混凝土樁，具有地基承載力高、變形小、穩定快施工簡單易行，且工程造價低，經濟效益和社會效益明顯。

3）是否設置褥墊層以及墊層的材料和厚度，直接影響復合地基的樁和樁間土強度的發揮，合理的墊層厚度對提高復合地基承載力和減少沉降變形是非常有利的。

4）由該工程證明此種地基處理方案，質量易控制，造價低，經濟、社會、環境效益明顯，有極大的發展潛力。轉貼于中國論文下載中

參考文獻

[1]閆明禮《地基處理技術》

[2]李洪船，閆明禮《cfg樁復合地基在望京新城高層建筑中的應用》

作者簡介

米秀峰（1981.5.14—），男，回族，山東棗莊人。畢業于北方交通大學土建系，土木工程專業。現任棗莊礦業集團中興建安公司德圣房地產公司汶上分公司經理